[发明专利]一种石墨烯纳米纤维棉的加工方法

说明书

本发明一种石墨烯纳米纤维棉的加工方法，步骤如下：（1）制备石墨烯添加液；（2）制备石墨烯纳米纤维纺丝液；（3）制备石墨烯纳米纤维棉，将石墨烯纳米纤维纺丝液投入熔融挤出机，加热、熔化、挤出，随后导入纳米喷射喷头，并通过接收器的传送网接收，得到石墨烯纳米纤维棉。采用三步法制备石墨烯纳米纤维纺丝液，通过少量多次的添加石墨烯添加液，使得石墨烯添加液能够充分与聚丙烯原料反应，最大化的应用石墨烯添加液的性能，做到改善最终石墨烯纳米纤维棉产品的性能，提高产品的使用效果。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯纳米纤维棉的加工方法。

背景技术

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的线状材料，此外，将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维也称为纳米纤维。狭义上讲，纳米纤维的直径介于1nm到100nm之间，但广义上讲，纤维直径低于1000nm的纤维均称为纳米纤维。将石墨烯复合到纳米纤维中，可以获得高强度、大导热系数、高导电性能，大比表面积等优异性能。因此研发出一种能够研发出一种石墨烯应用到纳米纤维棉生产的加工方法越来越受到人们的关注。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种石墨烯纳米纤维棉的加工方法。

具体的技术方案如下：

一种石墨烯纳米纤维棉的加工方法，其特征在于，制备步骤如下：

（1）制备石墨烯添加液，取石墨粉与强氧化混合液在常温下混合，混合质量比例为石墨粉：强氧化混合液=1:3，混合时间20～30min，搅拌速率为88r/min,混合结束后静置1H，得到初级液；将初级液中加入双氧水并搅拌均匀，初级液与双氧水的体积比为7:5，搅拌时间为30～60min，搅拌速率为110r/min,搅拌完成后静置2～3H，得到次级液；将次级液中加入高猛酸钾粉末，次级液与高猛酸钾的质量比例为3:1，搅拌混合25～55min，混合时温度保持在45～50℃, 混合搅拌速率为135r/min，混合结束后进行第一次超声波震荡，震荡时间为30～40min，超声波频率为40～60kHZ，得到三级液；将三级液中通入氯气，三级液与氯气的体积比为10:13，反应时间为30～90min，反应完成后静置2H，静置后进行第二次超声波震荡，震荡时间为60～90min，超声波频率为50～77kHZ；然后进行离心处理，并用去离子水将下层沉淀洗出，得到石墨烯添加液；

（2）制备石墨烯纳米纤维纺丝液，将石墨烯添加液分三次加入聚丙烯原料进行搅拌混合，石墨烯添加液总量与聚丙烯原料的质量比为1:50，三次石墨烯添加液的加入量均相同；三次投入石墨烯之间的时间间隔为30～45min，最后一次投入石墨烯添加液后继续搅拌1～2H，搅拌速率为130～140r/min，搅拌结束后得到石墨烯纳米纤维纺丝液；

（3）制备石墨烯纳米纤维棉，将石墨烯纳米纤维纺丝液投入熔融挤出机，加热、熔化、挤出，随后导入纳米喷射喷头，并通过接收器的传送网接收，得到石墨烯纳米纤维棉。

进一步的，所述高猛酸钾粉末的粒径为100目～80目。

进一步的，所述石墨粉的粒径为10～100nm。

进一步的，强氧化混合液为浓硝酸溶液与浓硫酸溶液的混合液，浓硫酸溶液里硫酸的质量百分比为85%，浓硝酸溶液里硫酸的质量百分比位75%，浓硫酸溶液与浓硝酸溶液的混合体积比为4～9:5～11。

本发明的有益效果为：